Готовы ли вы подключить свой мозг к облаку?

Технический директор Google и футуролог Рэй Курцвейл предсказывает, что в начале 2030-х годов мы сможем соединять кору нашего головного мозга с интернетом с помощью высокопропускного соединения.

И что же это значит? Для начала — те, кто страдают от неврологических расстройств (травмы спинного мозга, эпилепсия, потеря зрения и слуха, прочее) в конечном итоге могут восстановить сенсорные и двигательные функции.

Более долгосрочные последствия переносят нас в научную фантастику: возможность «гуглить мыслями», подключение вас к к роботизированному аватару с сохранением чувств, эмпатическое соединение с другими людьми и приобретение сверхчеловеческого интеллекта, полное погружение в виртуальную реальность — это лишь некоторые из них.

Одни компании, например, Neuralink, Paradromics и Blackrock Neurotech, используют микронные нити, которые вставляются в области мозга, контролирующие движение и восприятие чувств. Другие, например, Kernel, создают следующее поколение систем измерения сигналов мозга с помощью носимых датчиков.

Подобным соединением технологий с нервной системой обычно называют интерфейс мозг-компьютер, нейрокомпьютерный интерфейс или BCI. Этот Метатренд поддерживается совместным развитием материаловедения, вычислительной техники, машинного обучения и робототехники.

Рассмотрим последствия развития данной технологии, краткую историю BCI и последние разработки некоторых ведущих компаний в этой сфере.

Погружаемся!

ПРИМЕНЕНИЕ И ВОЗМОЖНОСТИ BCI

Возможности использования высокопропускных BCI многочисленны. И, несмомненно, значительны. Возможно, лучший способ думать о них — в терминах временных рамок: краткосрочные и долгосрочные.

Краткосрочные последствия

Вот два примера наиболее непосредственных и очевидных применений BCI:

  1. Пациент после инсульта использует BCI для того, чтобы общаться с другими: исследователи-нейробиологи из Калифорнийского университета в Сан-Франциско лечили пациента после инсульта с использованием мозгового имплантата с 128 электродами, называемого «субдуральной электродной матрицей» (предоставленной Blackrock Neurotech). В течение 81-недельного периода, используя только свои мысли (его мозговые волны, считываемые интерфейсом), пациент смог писать сообщения, включая «Я чувствую голод» и «Пожалуйста, принеси мои очки».
  2. Парализованные пациенты теперь могут «набирать текст» на iPhone: не так давно было показано, как пациент, страдающий от продвинутой стадии бокового амиотрофического склероза (БАС), влияющего на возмжность двигаться, уже мог вести текстовые переписки с другими людьми, используя только свои мысли, используя, программы, установленные на iPhone, сигнал на которых передавал его нейрокомпьютерный интерфейс.

Долгосрочные последствия

Помимо непосредственных медицинских последствий, есть два предполагаемых, более долгосрочных последствия, на которые стоит обратить внимание: способность технологии BCI увеличивать когнитивную способность отдельных лиц и то, как технология поможет  человеку сравниться в возможностях с ИИ.

  1. Увеличение человеческого интеллекта: что, если вы могли бы «думать и гуглить»? Как изменится ваш интеллект, если вы сможете помнить все?

Представьте себе подключение вашего ума к облаку — со всеми знаниями человечества, доступными в одно мгновение. Какие новые и глубокие инновации, решения и теории появятся? Какие новые бизнесы мы создадим?

Теперь представьте, что миллиарды людей обладают этой способностью.

Для компаний, стран или отдельных лиц нет ничего ценнее, чем интеллектуальая сила людей.

Что, если бы мы могли соединить все наши умы?

Представьте себе будущее общество, в котором люди связаны друг с другом через высокопропускные BCI, позволяющие делиться чувствами, воспоминаниями и мыслями. Связывание 8 миллиардов разумов через облако может помочь достичь состояния трансформационного человеческого интеллекта, прокладывая путь к тому, что может стать самым важным в истории периодом сотрудничества и взаимопонимания. Может показаться сумасшедствием, но не забывайте, что каждый из нас, «людей», состоит из 40 триллионов отдельных живых человеческих клеток, связанных и сотрудничающих для создания вашей личности.

  1. Улучшение людей: те, кто считает ИИ опасным и кто беспокоится о том, что технология будет доминировать над человечеством (сценарий «Терминатора»), могут успокаисвать себя мыслью о том, что в будущем (если их опасения оправдаются) будет не сценарий «ИИ против людей», а скорее «ИИ против улучшенных людей». Что дает нам чуть больше шансов, не правда ли? 😉

А если серьехно, то речь идет о слиянии искусственного интеллекта и человека — сотрудничестве человека и машины через технологию интерфейса мозг-компьютер (BCI), что позволит человечеству прогрессировать и переходить на следующий уровень развития вместе с развитием технологий.

Хотя это звучит как научная фантастика, это уже происходит. Фактически, мы уже передали большую часть нашей памяти, базы знаний и способностей нашим смартфонам. Они всегда под рукой, и хотя они не внутри вас, они являются неотъемлемой частью вас.

Преимущества сотрудничества человека и машины можно увидеть, взглянув на пример шахмат.

Шахматы были одной из первых областей, где компьютеры превзошли людей, и при этом ИИ продолжают улучшаться.

Но есть и область продвинутых шахмат, также называемая «киборг-шахматы», где люди и ИИ работают партнерами и соревнуются как команда. И было доказано, что команда человек-ИИ превосходит один шахматный движок исключительно с ИИ.

Прежде чем рассматривать компании, которые помогут нам создать это будущее, полезно понять историю и эволюцию технологии BCI.

КРАТКАЯ ИСТОРИЯ ТЕХНОЛОГИЙ

The history of BCI: From a vision for the future to real support for personhood in people with locked-in syndrome | SpringerLinkУченые и инженеры начали работать над BCI с 1950-х годов. Но только в 1970-х годах термин «интерфейс мозг-компьютер» был введен профессором Жаком Видалем из UCLA, который руководил проектом по анализу сигналов ЭЭГ от электродов, прикрепленных к коже головы.

Два ключевых момента в развитии технологии BCI, которые приносят огромную пользу человечеству уже сегодня — это успех кохлеарных имплантатов и использование глубокой стимуляции мозга.

Кохлеарные имплантаты

Кохлеарная имплантация. Имплантируемые слуховые системы компании Cochlear

Первым прорывом в разработке технологии нейронного интерфейса стала разработка и успех кохлеарных имплантатов.

Кохлеарные имплантаты — это хирургически имплантированные электроды, которые обходят поврежденые или недоразвитые части среднего или внутреннего уха для прямой стимуляции слуховых нервов и восстановления слуха. Они работают через внешний «микрофон», который воспринимает звуки и преобразует их в электрические сигналы. Затем эти сигналы передаются в улитку для стимуляции слуховых нервных волокон, тем самым обходя сенсорные части уха.

С тех пор, как FDA США впервые одобрило кохлеарные имплантаты для использования в 1980-х годах, сотни тысяч людей используют этот инвазивный нейронный интерфейс, чтобы помочь им слышать.

Слух — это замечательно. А как обстоят дела со зрением? Так называемые «бионические глаза» уже более десятка лет активно испытываются и приносят возможность видеть сотням людей. Вкратце — камеры улавливают изображение, преобразуют в импульсы, которые посылают или на сетчатку глаза (если поврежден только глаз) или прямо в зрительные зоны головного мозга. Пока пациенты в основном, до этого незрящие, получали возможность видеть только силуэти или, в лучшем случае, большие объекты (вплоть до верхнего ряда букв в кабинете окулиста). Но в 2023 году уже стали появляться сведения о «бионических глазах» нового поколения, которые улучшены с помощью ИИ.  Присоединяя ИИ к имеющимся технологиям получается улучшить качество и интерпретируемость изображений, полученных с помощью камер бионического глаза. Это обещает более реалистичный и детализированный визуальный опыт, который критичен для практического использования бионических глаз. Кроме того, в настоящее время начата работа над бионическими глазами, в которых ИИ не только улучшает существующие возможности, но и вводит новые функции, такие как распознавание лиц, идентификация объектов и навигация в сложных средах.

Глубокая стимуляция мозга

Deep Brain Stimulation - The Defeating Epilepsy FoundationИспользование глубокой стимуляции мозга (DBS) является еще одним ключевым этапом в эволюции технологии BCI.

DBS включает в себя имплантацию электродов в определенные области мозга. Эти электроды создают электрические импульсы, которые могут регулировать ненормальную активность мозга или корректировать химические дисбалансы в мозге. Стимуляция различных областей мозга контролируется устройством, похожим на кардиостимулятор, которое помещается под кожу в груди человека.

DBS используется для лечения целого ряда заболеваний, включая двигательные расстройства, такие как болезнь Паркинсона, и психиатрические состояния, включая обсессивно-компульсивное расстройство.

Согласно данным Национальных институтов здравоохранения, более 160 000 человек по всему миру прошли терапию с использованием DBS.

 

ОДНИ ИЗ ВЕДУЩИХ КОМПАНИЙ, КОТОРЫЕ РАБОТАЮТ С НЕЙРОКОМПЬЮТЕРНЫМИ ИНТЕРФЕЙСАМИ 

Вот краткие профили 5 компаний, которые разрабатывают одни из наиболее перспективных технологий BCI.

#1. Blackrock Neurotech

neuralacephoto1

Blackrock Neurotech, основанная в 2008 году, уже достигла немалых успехов. Blackrock — единственная компания в мире, имеющая имплантируемый массив с почти 100 электродами на устройство, который уже одобрен FDA и используется у людей. Некоторые пациенты даже используют несколько таких интерфейсов одновременно.

По данным 2022 года в мире жило 36 человек с BCI в своей голове, и 32 из них использовали технологию Blackrock.

«Десятки пациентов в настоящее время используют наши имплантаты и технологии, чтобы совершать вещи непосредственно с помощью своего разума, которые были немыслимы десять лет назад», — сказал Маркус Герхардт, генеральный директор и сооснователь Blackrock. «Мы потратили более десяти лет на разработку нашей технологии, мы работали с несколькими сотнями ведущих исследовательских учреждений мира и более чем 20 клиническими центрами».

Компания Blackrock Neurotech осуществила ряд прорывных разработок в области человеческого нейроинтерфейса (BCI). Например, они первыми предоставили тетраплегичным пациентам (с параличем рук и ног) возможность управлять роботизированными конечностями непосредственно «силой мысли», а также первыми дали возможность пациентам с БАС (боковым амиотрофическим склерозом), даже тем, кто полностью потерял способность к движению и общению, снова общаться с помощью звукового орфографического интерфейса, управляемого мыслями.

В ноябре 2022 года Blackrock представила новое поколение BCI под названием Neuralace. Для восстановления памяти и зрения, а также для лечения психических расстройств, таких как депрессия, требуются BCI, которые могут взаимодействовать с большим количеством нейронов, и именно это является целью нового BCI от Blackrock.

Neuralace имеет более 10 000 каналов, все они расположены на гибкой микросхеме, структура которой напоминает кружево и толщиной меньше ресницы.

Blackrock планирует сделать Neuralace доступным для научного сообщества в области нейронауки в 2024 году и намеревается провести первые демонстрации BCI в качестве визуальной протезной технологии для людей к 2028 году.

#2. Neuralink

neuralink-imgNeuralink, основанная в 2016 году, является, возможно, самой известной компанией в области BCI.

В ноябре 2022 года Илон Маск и команда Neuralink провели презентацию с обновлениями по их планам по соединению и в конечном итоге слиянию наших умов с машинами.

Во время презентации Илон заявил, что первые два приложения BCI от Neuralink смогут: (1) помочь людям с параличом более эффективно использовать их цифровые устройства и (2) восстановить зрение у тех, кто его потерял. Команда также показала видеодемонстрацию того, как BCI от Neuralink использовался для стимуляции зрения у обезьяны.

Текущая версия устройства Neuralink, называемая Link, примерно размером с четверть долларовой монеты и содержит около 1000 электродов. Эти электроды или каналы способны записывать сигналы и стимулировать нейроны.

В 2020 году команда Neuralink продемонстрировала живую свинью с имплантированным в мозг чипом Neuralink, показывая мозговые сигналы в реальном времени, когда свинья ходила на беговой дорожке. А в 2021 году Neuralink показала видео, как макака играет в Pong без помощи рук, используя BCI от Neuralink.

В ноябре 2022 года команда сообщила, что работает над обновленной версией BCI, которая будет примерно того же размера, но будет содержать до 4000 электродов.

Одним из ключевых новшеств, которое планирует использовать Neuralink, является хирургический робот, который вставляет электроды в мозг через небольшое отверстие в черепе «так же легко, как человек проходит операцию по коррекции зрения».

Neuralink в 2023 году:

  • Финансирование: Neuralink привлек 43 миллиона долларов венчурных инвестиций в ноябре 2023 года и также получил 280 миллионов долларов финансирования в инвестиционном раунде, возглавляемом фондом Питера Тиля Founders Fund в августе.
  • Клинические испытания: Компания подала заявку в FDA на получение разрешения на начало клинических испытаний и ожидает начать эти испытания в течение года.

#3. Paradromics

Matt_Angle_Paradromics_Closeup

Paradromics разрабатывает инновационные нейрокомпьютерные интерфейсы (BCI), которые состоят из более чем 1600 микропроводов из платино-иридиевого сплава. Компания стремится создать новое поколение BCI, которые помогут людям с различными расстройствами, от паралича до нарушений речи.

Их имплантируемое устройство представляет собой квадратную микросхему размером 1 см, которая содержит 1600 выступающих микропроводов из платино-иридиевого сплава, расположенных в массиве с одной стороны чипа.

Этот «мозговой чип» размещается под твердой мозговой оболочкой. Когда чип помещается на мозг, микропровода проникают в кору  на глубину всего в 1,5 мм.

Чипы передают данные из верхнего слоя мозга и транспортируют их в модуль, имплантированный прямо под кожей на груди человека. Так как все находится прямо под кожей, никто не знает о наличии имплантированного мозгового чипа.

Одной из ключевых особенностей платформы Paradromics является ее масштабируемость.

По состоянию на 2021 год, прототип устройства компании демонстрировал электрическую запись с более чем 30 000 электродных каналов в коре головного мозга овцы.

В 2023 году:

  • Финансирование и прорывное решение FDA: Компания получила 33 миллиона долларов в рамках финансирования серии А и маркировку FDA (прорывной продукт) для своего мозгового имплантата.
  • Клинические испытания: Полученное финансирование поддерживает запуск первого клинического исследования с интерфейсом прямой передачи данных Connexus.
  • Грантовое финансирование: Компании было выделено 3,2 миллиона долларов от Национальных институтов здоровья для разработки и оценки новых, высокоплотных интракортикальных микроэлектродных массивов для клинического применения.

#4. Synchron

synchron-img

BCI от Synchron вводится через яремную вену в сосуды мозна, чтобы избежать операции со вскрытием черепа. Я уже достаточно много писал про Стентрод/Stentrode, напоминают стенты, которыми лечат сосуды сердца (и не только), но с электродами. Устройство представляет собой 4-сантиметровую «трубчатую решетку электродов», которая вставляется в один из основных кровеносных сосудов мозга через яремную вену.

В 2021 году Synchron получила одобрение Управления по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA) на проведение клинических испытаний постоянного имплантируемого BCI.

Stentrode обнаруживает электрические поля, генерируемые близлежащими группами нейронов в моторной коре, а затем передает записанные сигналы на беспроводной передатчик, встроенный в грудь пациента. Эти сигналы затем отправляются на внешний декодер.

В рамках исследования в Австралии Stentrode позволил 4 пациентам с БАС заниматься банковскими делами и онлайн-шоппингом. А в декабре 2021 года один пациент использовал устройство, чтобы отправить первый твит через BCI.

В 2023 году:

  • Клинические испытания: Synchron объявили о начале набора пациентов для клинического испытания COMMAND.
  • Инвестиции: Получили инвестиции в размере 75 миллионов долларов для финансирования клинических испытаний и дальнейшей разработки своего устройства.

#5. Kernel

Kernel-Flow_©-2022-Kernel-®.-All-Rights-ReservedKernel выпускает носимый BCI под названием Flow, размер которого сопоставим с размером велосипедного шлема.

Генеральный директор Kernel Брайан Джонсон ставит перед собой задачу сделать возможным для врачей и отдельных лиц получение информации о здоровье человеческого мозга, так же, как мы можем это делать для других частей тела.

Как Джонсон выразился в интервью Bloomberg: «У нас никогда не было системы работы с мозгом, при которой вы делаете измерения до начала лечения, затем назначаете лечение и после измеряете результаты, чтобы увидеть, как лечение работает… Мы можем применить тот же научный инжиниринг и строгость к работе с мозгом, который мы используем для других аспектов нашего здоровья.»

Flow — это носимая гарнитура Kernel, которая измеряет мозговую активность через ближнюю инфракрасную спектроскопию. Отличительной особенностью Flow является то, что она уменьшает дорогостоящее оборудование размером с комнату до устройства размером с велосипедный шлем, сохраняя при этом максимально возможное оптическое качество.

Как указывает Джонсон, Flow может исследовать эффект любого воздействия на мозг — от ношения гарнитуры виртуальной реальности до эффектов приема психоделиков.

В 2023 году:

  • Запуск продукта: Kernel представили Flow2, гарнитуру с технологией нейровизуализации, которая предлагает функциональное иммлндоантн, подобное функциональной МРТ.
  • Распространение: Kernel объявили о планах начать отправку умных шлемов стоимостью 50 000 долларов избранным клиентам в Соединенных Штатах.

Что еще?

Кроме того, в 2023 году случилось еще пару значимых событий, которые могут существенно повлияеть на развитие будущих нейрокомпьютерных интерфейсов.

  • Перевод нейральных сигналов в речь: Опубликованы отчеты о разработках интерфейсов, которые могут переводить нейральные сигналы в предложения со скоростью, близкой к нормальной беседе, используя интракортикальные (внутри коры головного мозга) микроэлектродные массивы и электрокортикографию​​ (когда электроды лежат непосредственно на мозге).
  • Беспроводная связь для нейральных имплантатов: Ученые из университета Пердью разработали технику беспроводной связи для нейральных имплантатов, называемую бифазной квазистатической мозговой связью​​.

МЫСЛИ

Как и в случае с любой экспоненциальной технологии, будущее в сфере BCI ускоряется. И, как и вся экспоненциальная технология, вначале она двигается обманчиво медленно.

Рэй Курцвейл предсказывает, что к началу 2030-х годов у нас будет бесшовная связь между мозгом и облаком с высокой пропускной способностью.

Это всего лишь через 10 лет!

Любимая часть фильма «Матрица» у Питера Диамандиса — когда Нео загружает в свой мозг программы тренировок по боевым искусствам и управлению вертолетом. Теперь подумайте о возможности делать это по целому ряду тем и областей: от квантовой механики до искусства.

Сила слияния науки о мозге, ИИ, вычислений и робототехники ошеломляющая. И последствия могут быть далеко идущими.

В Метатренде №11 мы перейдем к темен «Возникновение Web3 и Метавселенной».

Вольный перевод (со обширными дополнениями от Коллекционера будущего) вот этого

https://www.diamandis.com/blog/metatrend_10_connecting_your_brain_to_the_cloud